Chemical equilibrium calculations for multicomponent aqueous systems involving the reductive dissolution of magnetite (Fe3O4) with oxalic acid (H2C2O4) were performed using the HSC Chemistry® version 9. They were conducted with an aqueous solution model based on the Pitzer’s approach of one molality aqueous solution. The change in the amounts and activity coefficients of species and ions involved in the reactions as well as the solution pH at equilibrium was calculated while changing the amounts of raw materials (Fe3O4 and H2C2O4) and the system temperature from 25°C to 125°C. In particular, the conditions under which Fe3O4 is completely dissolved at high temperatures were determined by varying the raw amount of H2C2O4 and the temperature for a given raw amount of Fe3O4 fed into the aqueous solution. When the raw amount of H2C2O4 added was small for a given raw amount of Fe3O4, no undissolved Fe3O4 was present in the solution and the pH of the solution increased significantly. The formation of ferrous oxalate complex (FeC2O4) was observed. The equilibrium amount of FeC2O4 decreased as the raw amount of H2C2O4 increased.

자로사이트 내의 SO4는 다른 산화음이온으로 치환될 수 있는데 자로사이트가 침철석으로 전이되는 과정은 공침된 산화음이온의 거동에 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 다양한 산화음이온과 함께 공침된 자로사이트가 환원성 용해에 의하여 상변화를 거칠 때 산화음이온 종에 따른 상변화의 양상과 이와 수반된 산화음이온의 거동을 광물학적 및 지구화학적으로 연구하였다. 다섯 가지의 산화음이온이 SO4를 5 몰% 치환한 자로사이트가 본 연구에 사용되었다. 본 연구에서는 암모늄 옥살레이트를 이용한 환원성 용해 시 일어나는 자로사이트의 광물상의 변화를 측정하였으며 자로사이트의 침철석으로의 전이 속도는 MoO4-자로사이트 ≥ SeO4-자로사이트 ≥ CrO4-자로사이트 > 순수한 자로사이트 > SeO3-자로사이트 > AsO4-자로사이트의 순서를 보여 치환된 산화음이온에 따라서 자로사이트의 상전이 속도가 다름을 보여주었다. 이에 따른 Fe의 용출은 시간과 산화음이온의 종류에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 광물의 변화에 따라 용출되어져서 나온 각 산화 음이온의 농도는 전체적으로 Mo > Se(SeO3) > As > Se(SeO4) > Cr의 농도 순위를 보였으며 시간에 따라 약 간의 증가를 보였다. 이러한 경향은 광물상의 변화보다는 산화음이온 종류의 특성에 의한 것으로 파악된다. 본 연구 결과는 산화음이온의 종류에 따라 자로사이트의 침철석으로의 변화는 영향이 있었으나 이러한 경향이 용출되는 산화음이온의 농도에 영향을 미치지 않음을 보여주었다.

The dissolution of ionized gas in dielectric barrier plasma, similar to the principle of ozone generation, is a major performance-affecting factor. In this study, the plasma gas dissolving performance of a gas mixing-circulation plasma process was evaluated using an experimental design methodology. The plasma reaction is a function of four parameters [electric current (X1), gas flow rate (X2), liquid flow rate (X3) and reaction time (X4)] modeled by the Box-Behnken design. RNO (N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline), an indictor of OH radical formation, was evaluated using a quadratic response surface model. The model prediction equation derived for RNO degradation was shown as a second-order polynomial. By pooling the terms with poor explanatory power as error terms and performing ANOVA, results showed high significance, with an adjusted R2 value of 0.9386; this indicate that the model adequately satisfies the polynomial fit. For the RNO degradation, the measured value and the predicted values by the model equation agreed relatively well. The optimum current, gas flow rate, liquid flow rate and reaction time were obtained for the highest desirability for RNO degradation at 0.21 A, 2.65 L/min, 0.75 L/min and 6.5 min, respectively.

Deionized water, methanol, and ethanol were investigated for their effectiveness at dissolving LiCl-KCl-UCl3 at 25, 35, and 50℃ using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) to study the concentration evolution of uranium and mass ratio evolutions of lithium and potassium in these solvents. A visualization experiment of the dissolution of the ternary salt in solvents was performed at 25℃ for 2 min to gain further understanding of the reactions. Aforementioned solvents were evaluated for their performance on removing the adhered ternary salt from uranium dendrites that were electrochemically separated in a molten LiCl-KCl-UCl3 electrolyte (500℃) using scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS). Findings indicate that deionized water is best suited for dissolving the ternary salt and removing adhered salt from electrodeposits. The maximum uranium concentrations detected in deionized water, methanol, and ethanol for the different temperature conditions were 8.33, 5.67, 2.79 μg·L-1 for 25℃, 10.62, 5.73, 2.50 μg·L-1 for 35℃, and 11.55, 6.75, and 4.73 μg·L-1 for 50℃. ICP-MS analysis indicates that ethanol did not take up any KCl during dissolutions investigated. SEM-EDS analysis of ethanol washed uranium dendrites confirmed that KCl was still adhered to the surface. Saturation criteria is also proposed and utilized to approximate the state of saturation of the solvents used in the dissolution trials.

본 연구에서는 안동댐 퇴적물의 중금속 및 용출 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, ICP 분석, 용출 실험을 수행하였다. X-선 회절 분석 결과 안동댐 퇴적물의 주구성 광물은 석영, 사장석, 녹니석, 일라이트이다. 퇴적물에 대한 ICP 분석 결과 비소와 카드뮴의 농도가 매우 높게 나타났다. 용출 실험은 교란 상태에서 호기성 및 혐기성 환경에서 수행하였다. 용출 실험 결과 혐기성보다 호기성 상태에서 더 많은 중금속이 용출되는 경향을 나타내었다. 호기성 상태에서 시간이 지남에 따라 농도가 증가하는 항목은 망간, 아연, 카드뮴이며 혐기성 상태에서는 망간, 철, 비소이다. 퇴적물 중금속 농도 대비 용출비는 호기성 및 혐기성 환경에서 각각 Mn > Cd > Zn > Ni > Cu > As > Pb ≒ Fe ≒ Cr이 며 Mn > As > Cu > Ni > Zn > Pb ≒ Cd ≒ Fe ≒ Cr이다.

본 연구에서는 하이드라진 기조의 환원성 제염제를 이용한 마그네타이트 산화물의 용해를 다루고 있다. 마그네타이트로부터의 Fe(Ⅱ) 및 Fe(Ⅲ)의 용해는 protonation, surface complexation 및 reduction에 의해 지배를 받는다. 하이드라진과 황산은 산소결합을 파괴하거나 Fe(Ⅲ)이온을 Fe(Ⅱ)이온으로 환원시키기 위한 수소 및 전자를 각각 제공하게 된다. 속도론적 관점에서 보다 효율적인 용해를 위하여 다수의 전이금속의 영향을 분석하여 Cu(Ⅱ) 이온이 효과적임을 확인한 바 있다. Cu(Ⅰ) 이온은 Cu(Ⅱ) 이온으로 산화되는 동안 전자를 방출하여 Fe(Ⅲ) 이온을 환원시키고 다시 하이드라진에 의해 Cu(Ⅰ) 이온으로 환원되게 된다. 본 연구를 통해 제염용액에 매우 적은 양의 구리 이온 (약 0.5 mM)을 첨가함에 따라 평균 40% 용해속도가 향상됨을 확인하였고, 특히 특정 조건에서는 70% 이상 용해속도가 향상 됨을 확인하였다. 구리 이온이 하이드라 진과 배위결합을 이루는 지에 대해서는 아직 명확하지 않으나, 분명한 것은 Cu(Ⅱ)/H+/ N2H4으로 이루어진 제염제는 효과적인 용해성능을 가지고 있다는 것이다.

고준위방사성폐기물 심지층 처분 대상 암종으로 고려되는 화강암에서 방사성핵종의 장기 거동특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 KURT (KAERI Underground Research Tunnel) 화강암에 존재하는 우라늄의 용출특성에 대한 연구를 수행하였다. 반응 시작 후부터 10일 동안의 반응기간 중 다른 반응용액에 비해 CO3 2- 농도가 높은 UD-CO3 및 UD-Bg 반응용액에서 우라늄의 용출량이 다소 급격하게 증가하였다. 또한 Na 또는 Ca가 다량 함유된 반응용액에서 반응 60일 이후 우라늄 용출량이 다소 급격히 증가하였다. 각 반응용액에 의한 반응 270일까지의 우라늄의 용출량은 UD-CO3 (44.61 μg·L-1), UD-Bg (41.01 μg·L-1), UD-Na (26.87 μg·L-1), UD-Ca (20.26 μg·L-1), UD-CaSi (17.03 μg·L-1), UD-Si (10.47 μg·L-1)으로 지속적으 로 증가 하였으나, 반응 270일 이후 우라늄 용출량은 점차 감소하는 경향을 나타낸다. 이는 화강암 시료 내에 존재하는 우라늄이 반응용액과 상호반응에 의해 최대 용출될 수 있는 한계에 도달하였기 때문으로 판단된다. 우라늄 용출은 혼합된 반응 용액 내의 CO3 2- 존재와 수질의 지화학적 유형에 따라 우라늄의 용출 농도 및 용출 최대치가 나타나는 시점이 다르게 확인되 었다. 이는 시료와 반응용액의 상호반응 과정에서 용존이온의 영향에 의해 화강암시료와 반응용액 사이에 반응속도의 차이가 발생하는 것으로 판단된다.

This study was conducted to investigate the possibility of utilizing various types of nozzles and gas-liquid mixers to increase the dissolution rate of plasma gas containing ozone generated in a dielectric barrier plasma reactor. After selecting the air atomizing nozzle with the highest gas dissolution rate among the 13 types of test equipment, we investigated the influence of the operating factors on the air atomizing nozzle to determine the optimal plasma gas dissolution method. The gas dissolution rate was measured by a simple and indirect method, specifically, the measurement of KLa instead of direct measurement of ozone concentration, which requires a longer analysis time. The results showed that the KLa value of the simple mix of air and water was 0.372 min-1, Which is 1.44 times higher than that (0.258 min-1) of gas emitted from a normal diffuser. Among the nozzles of the same type, the KLa value was highest for the nozzle having the smallest orifice diameter. Among the 13 types of devices tested, the nozzle with highest KLa value was the M22M nozzle, which is a gas-liquid spray nozzle. The relationship between water circulation flow rate and KLa value in the experimental range was linear. The air supply flow rate and KLa value showed a parabolic-type correlation, while the optimum air supply flow rate for the water circulation flow rate of 1.8 L / min is 1.38 times.